认识吸收的工业应用

模块六

吸收技术01任务一认识吸收装置

3学习目标

学习气体在一定溶剂中，随操作温度及压力的变化溶解度亦发生相应改变的规律，能运用溶解规律选用合适的吸收剂，确定合理的吸收操作压力和吸收操作温度；学习各类吸收装置的结构及各类填料性能，能针对特定的吸收分离任务，选用合适的吸收塔及附件和填料；学习吸收操作物料衡算方法，结合传质速率方程，能依据吸收分离任务及分离要求，确定吸收剂用量、吸收塔直径和吸收塔填料层高度，并能正确操作吸收塔及解决吸收操作过程中常见的不正常现象。4

在化工生产过程中，经常会遇到混合气体的分离及气体净化问题。气体混合物的分离方法常见的有吸收、吸附或压缩冷凝后采用精馏方法分离。通常是将气体混合物与具有吸收混合物中的某组分的液体接触，使其被液体吸收而离开气体混合物，从而完成气体混合物的分离。

在一定的条件下，利用混合气体中各组分在同一溶剂中的溶解度不同而完成分离的操作即为吸收。混合气体中被吸收的组分称为吸收质（或叫溶质A），不被吸收的组分称为惰性组分B，吸收溶质的液体称为溶剂S，溶质溶于溶剂中形成溶液（A+S）。吸收过程在吸收塔内进行，吸收依据塔设备结构分板式塔和填料塔。5化学实验中的应用工业中的应用6

吸收在工业上主要用于净化或精制气体，如分离混合气体得到某一组分，或者吸收某一组分制备产品，以及化工厂排放的废气治理。另在冶金工业和热电工业中也有应用，如金属冶炼烟气含尘含杂气体的净化，火力发电厂尾气中硫化物的处理。工业中的应用7

来自压缩机四段的变换气，经冷却降温、分离夹带的油水后从脱碳塔底部进入脱碳塔与塔顶喷淋下来的碳酸丙烯酯溶液在塔内进行传质吸收，脱除CO2后的气体经气液分离、闪蒸洗涤后返回压缩机五段。而吸收CO2后的富液从脱碳塔底部出来，经能量回收、降压后进入闪蒸槽闪蒸，回收其中大部分CO2气体，然后溶液进入再生塔，在再生塔内经过常压、真空和气提三级解吸后，液体返回吸收液循环槽。后吸收液经过涡轮机加压、冷却器降温后，再进入脱碳塔循环使用。工业中的应用8

采用吸收操作实现混合气体分离必须具备以下条件：①选择合适的吸收剂（溶剂），能在一定条件下有选择性地吸收混合气体中某一个或多个组分；②选用合理的吸收设备（填料塔、板式塔）及相应的附件，以实现气液两相充分接触，使溶质由气相转移至液相中；③吸收剂能再生、循环使用，且又价廉易得、毒性小、稳定性好等特点；④采用适宜的操作条件（吸收温度、吸收压力及喷淋密度）。根据一定的吸收任务（一定流量的已知组成混合气体）及吸收要求，确定吸收塔的工艺尺寸，了解吸收塔的正常开停车，学习吸收操作中常见事故的原因及解决方案的分析。01任务一认识吸收装置9

吸收过程的实施是在吸收装置中进行的。吸收装置由吸收塔、吸收液循环装置（泵、储槽、换热器）、气体输送设备等构成，其示意图如图所示。在吸收塔内，气液两相充分接触，溶质被溶剂吸收进入液相，未被吸收的惰性组分从塔顶排出，吸收液从塔底排出经补充压力、降低温度返回吸收塔。01任务一认识吸收装置10能力目标学习要求与目标1.具有识别与判断的吸收操作分类的能力。2.具有根据工艺要求选择吸收操作的能力。知识目标1.掌握吸收操作的应用。2.掌握吸收操作的分类。3.掌握吸收操作流程。素质目标1.培养诚实守信、团结协作、爱岗敬业精神；2.培养安全、环保、健康生产意识；3.培养严谨的工作态度及质量意识，具备工程管理能力；4.培养分析问题和解决问题的能力；5.创新能力培养等。子任务2认识吸收的工业应用01任务一认识吸收装置11

吸收是分离气体混合物的操作，在相同条件（温度、压力）下，混合气体中各组分在同一溶剂中的溶解度不同。吸收操作进行时，需向混合气体喷淋液体吸收剂，使溶质在溶剂中溶解而完成与惰性组分的分离。子任务2认识吸收的工业应用01任务一认识吸收装置12一、吸收操作的作用

（1）分离和净化原料气。原料气在加工以前，其中无用的或有害的成分都要预先除去。如从合成氨所用的原料气中健分离出CO2、CO、H2S等杂质。（2）分离和吸收气体中的有用组分。如从合成氨厂的放空气中用水回收氨；从焦炉煤气中以洗油回收粗苯（含甲苯、二甲苯等）蒸气和从某些干燥废气中回收有机溶剂蒸气等。（3）某些产品的制取。如制酸工业中用水分别吸收混合气体中的HCl、SO3­和ＮO2制取盐酸、硫酸和硝酸。

（4）废气的治理。生产过程中排放的废气往往含有对人体和环境有害的物质，如SO2、H2S等这类环境保护问题已愈来愈受重视。选择适当的工艺和溶剂进行吸收是废气治理中应用较广的方法。01任务一认识吸收装置13二、吸收操作的分类1.按过程有无化学反应分类

①物理吸收

吸收过程中，吸收质与溶剂之间不发生明显的化学反应。一般适用于溶质易溶于水而惰性组分难溶于水的混合气体分离。如稀氨水脱除制氨原料气中的CO2气体。

②化学吸收

吸收过程中，吸收质与溶剂之间有明显的化学反应发生。如溶质为酸性气体或碱性气体，多采用化学吸收操作分离混合气体。如用水吸收氨气、氯化氢气体制氨水、盐酸。01任务一认识吸收装置14二、吸收操作的分类2.按被吸收的组分数分类

①单组分吸收混合气体中只有一个组分（溶质）被吸收进入溶液，其他组分均不溶于吸收剂的吸收操作。如空气中的氨气被水吸收即为单组分吸收。

②多组分吸收混合气体中有两个或两个以上的组分进入液相的吸收。如硫铁矿制硫酸尾气中的SO2、SO3的用氨水吸收。01任务一认识吸收装置15二、吸收操作的分类3.按过程有无温度变化分类

①非等温吸收气体溶于液体时，常常伴有热效应，若为化学吸收还会有化学热，结果是随吸收过程的进行，溶液的温度会发生变化，此类吸收为非等温吸收。常见的吸收操作大多数为非等温的。

②等温吸收在吸收过程中，若热效应很小，或被吸收的气体在气相中的浓度很低，而吸收采用了大量的吸收剂，致使温度变化不显著，均可认为是等温吸收。如硫酸工业尾气处理，采用大量稀氨水吸收尾气中的SO2、SO3的过程，即可视为等温吸收。01任务一认识吸收装置16二、吸收操作的分类4.按过程操作压力分类

①常压吸收

即是吸收操作在大气压下进行的吸收过程。

如上述的